優化電機定子鐵心加工工藝

譚 冰，譚 偉

（佳木斯電機股份有限公司，黑龍江 佳木斯 154002）

0 引 言

大、中型電動機的定子鐵心是幾大零部件的核心，主要起導磁和散熱作用。定子鐵心結構共有兩種結構：焊筋式定子鐵心和扣片式定子鐵心。大、中型電動機的定子鐵心主要以焊筋式定子鐵心為主，其主要由壓圈、定子沖片、定子通風槽板和定子筋組成。鐵心由厚0.5 mm硅鋼定子沖片疊裝而成，每隔50 mm用定子通風槽板隔開，整個鐵心外圓圓周方向用定子筋焊接固定，定子鐵心兩端為壓圈。加工后的定子鐵心如果內外徑同軸度超差，將直接影響到電機的工作性能。目前，大部分電機生產廠家在加工電機定子鐵心外徑時都采用立車加工工藝，但該種工藝存在著一定的缺點：定子鐵心每次都需要配車鑄鐵車胎并打表找正，找正時間長，加工效率低；加工過程中定子鐵心易松動并很難被發現，加工精度不好控制；人為因素對定子鐵心加工質量影響較大。

為了解決定子鐵心加工效率低，提高定子鐵心的加工質量，需要研究新工藝對加工方法進行改進。

1 對現有定子鐵心加工工藝進行分析

1.1 現有立車工藝方法

粗車：以定子鐵心裝壓胎下端內止口尺寸公差配車車胎，保證配合間隙在0.02～0.04 mm之間，車胎止口高度在5～8 mm之間。用百分表找正定子鐵心裝壓胎上端外圓，調整徑向跳動在0.05 mm以內后夾緊。車端面達到圖紙要求。粗車定子鐵心筋各配合臺，反走刀粗車上端定位臺。各配合臺留精車余量直徑方向0.6～1.0 mm。

精車：檢查刀具的磨損情況，發現磨損嚴重或打刀現象立即磨刀或換刀。調整如下精車參數后方可進行精加工：進給量f=0.16 mm/r，主軸轉速s=50 r/min。

1.2 工藝分析

上述工藝定子鐵芯內外圓的同軸度的加工精度主要受以下三方面因素影響：

2）裝壓胎外圓與定子沖片內徑之間的裝壓間隙，設計值為0.05 mm左右。

3）裝壓胎下端止口與車胎止口的配合間隙，工藝要求為0.01～0.03 mm。

在滿足上述要求的情況下，定子鐵芯內外徑同軸度理論最大值為0.13 mm。而生產過程中，由于胎具制造誤差和磨損，加工后的定子鐵芯內外徑同軸度實際為0.19 mm左右。并且操作者的勞動強度大，技能要求高，且人為因素對工件的加工質量影響很大，此類問題的三包電動機時有發生。

圖1 工裝設計簡圖

2 采用新工藝方法

根據定子鐵心的加工精度要求，設計新胎具，合理確定加工工藝，提高定子鐵心的加工效率及加工精度。改變定子鐵心傳統的立車一端定位的裝卡思路，設計新胎具改變裝卡方式，定子鐵心裝壓后在臥車上用頂尖快速定位加工定子鐵心，用工裝與設備保證加工精度，減少人為因素對工件加工精度的影響。

首先選擇批量生產較大的YKK450-4定子鐵心，根據鐵心內徑設計新型工裝：工裝采用焊筋軸結構，該種結構在設計過程中充分考慮了方便裝壓、吊運、中心孔快速定位及同軸度控制要求，該工裝的使用將會提高定子鐵心加工效率及加工質量。工裝設計簡圖，見圖1[1]。

3 工藝試驗

3.1 選擇產品YKK450-4鐵心進行裝壓

3.1.1 工裝驗證

新工裝使用前，需要按圖紙檢測新工裝實際尺寸，檢查合格后才可進行裝壓。

3.1.2 鐵心裝壓

鐵心裝壓時，將新工裝吊至裝壓場地，以工裝輻板外徑定位、鍵槽標記為基準進行疊片，將沖片順序順向（即毛刺方向一致，鍵槽標記一致）依次疊裝。鐵心疊至50～100 mm長時，對稱插入兩支槽樣棒（整個鐵心長度應有槽樣棒定位，槽樣棒長度不夠時，應在鄰槽再對稱插入兩只槽樣棒），與定位鍵互成120°角。疊裝過程中應隨時用別刀整理沖片槽形，偏心和大小牙的沖片禁止裝入，反片應翻過來。鐵心疊裝完后，吊放裝壓壓板、上胎，開動油壓機加壓，加壓時應點動加壓，鐵心長≤500 mm時，片間壓力按（25～30）kg/cm2控制，在油壓機保壓狀態下進行筋與兩端壓圈的焊接，鐵心兩端壓圈滿焊完后，進行筋與鐵心的焊接，此時可解除油壓機的壓力進行焊接。

3.2 車削試驗

裝壓后在臥車上利用兩頂尖孔定位進行車削試驗。車削轉速，125 r/min；進給量，0.15 mm/r；吃刀量≤5 mm[2]。車削后檢查各臺同軸度及尺寸，見表1。鐵心金加工后，將胎心退出，取出鐵心中槽樣棒，清除殘留焊豆。

表1 同軸承要求及實測值

4 存在的問題

此工裝通用性不強，一個定子內徑需設計一個工裝；此工藝已廣泛應用需批量設計工裝及調配臥車或采購專機。由于臥車加工參數及工件測量等因素的限制，臥車車削存在局限性，超大型定子鐵心還需在立車上車削。

5 總 結

定子鐵心裝壓后在臥車上利用中心孔快速定位車削，縮短了10～16 min立車找正時間，取消了每次配車的鑄鐵車胎，降低了操作者的勞動強度，提高了定子鐵心加工效率及加工質量,降低了人為因素對工件加工質量的影響，減少了電機的制造成本；因此使用臥車或采購臥式專機加工定子鐵心，是提高定子鐵心加工效率及加工質量的發展方向。

[1]郭鎮邦.最新基礎標準應用手冊[M].北京：機械工業出版社，1986.

[2]陳日曜.金屬切削原理[M].北京：機械工業出版社，2012.